Elektrochemiczne urządzenia do oczyszczania ścieków, stosowane do oczyszczania ścieków chemicznych.

Elektrochemiczne urządzenia do oczyszczania ścieków, stosowane do oczyszczania ścieków chemicznych.

I. Przegląd produktu

Odpady chemiczne to jeden z najbardziej rozpowszechnionych, złożonych i trudnych do oczyszczenia rodzajów ścieków przemysłowych, obejmujący wiele podsektorów, w tym chemikalia organiczne, chemikalia nieorganiczne,chemikalia precyzyjne, sektorów petrochemicznych, chemicznych węgla, nawozów, materiałów polimerowych, chlor-alkali, barwników, powłok, pestycydów i biochemii.Woda ściekowa zawiera dużą ilość surowców i materiałów pomocniczych, produktów pośrednich, produktów ubocznych i pozostałości produktów stosowanych w procesie produkcji, w tym związków benzenowych, fenolów, alkoholów, aldehydów, ketonów, kwasów organicznych, estrów,specjalne składniki organiczne, policyklicznych węglowodorów aromatycznych, związków heterocyklicznych, węglowodorów halogenowanych, związków azotowych, związków organofosforowych, monomerów polimerowych, czynników powierzchniowych, rozpuszczalników organicznych,i pozostałości katalizatora; niektóre ścieki procesowe o wysokim stężeniu mogą osiągać od dziesiątek do setek tysięcy mg/l; ścieki często zawierają charakterystyczne zanieczyszczenia, które hamują lub zatruwają mikroorganizmy;zawartość soli jest bardzo zróżnicowana (od kilkuset mg/l do ponad dziesięciu procent); współczynnik BOD5/COD waha się na ogół między 0,05 a 0.30, z znaczącymi różnicami w biodegradowalności, a jakość ścieków znacząco się zmienia w zależności od rodzaju produktu, procesu produkcji i cyklu produkcji.

Główne wyzwania związane z oczyszczaniem ścieków chemicznych dotyczą kilku kluczowych obszarów:Halogenowane związki, i grupy azotowe wykazują wysoką tolerancję na konwencjonalne mikroorganizmy, co utrudnia skuteczne degradację przez systemy biologiczne.2 Znaczące zagadnienia związane z biotoksycznością: różne środki chemiczne pośrednie i produkty uboczne hamują lub nawet zabijają mikroorganizmy z osadu aktywnego, co prowadzi do częstych wpływów na systemy biologiczne, niskiej efektywności leczenia, a nawet załamania systemu.3 Wysoka zawartość soli pogarsza trudności w oczyszczaniu ̇ niektóre ścieki chemiczne zawierają 3%~10% soli (e(np. chlor-zasadowy, synteza pestycydów, farmaceutyczne środki pośrednie) i wysokie ciśnienie osmozy utrudnia przetrwanie mikroorganizmów z konwencjonalnych osadów aktywnych.4 Drastyczne wahania jakości i ilości wody ¥ w przypadku wieloproduktu, w modelach produkcji intermitentnych, stężenie COD i substancji toksycznych w wodzie ściekowej może zmieniać się kilkakrotnie do dziesięciu razy w ciągu kilku godzin,utrudniające tradycyjnym systemom biologicznym szybką reakcję.

System wykorzystuje technologię elektrochemicznego utleniania. utilizing the synergistic effect of direct anodic oxidation and strong oxides such as hydroxyl radicals (·OH) and active chlorine generated by electrocatalysis to directly attack various stable chemical structures in chemical wastewaterMoże być elastycznie stosowany na różnych etapach chemicznego oczyszczania ścieków:

Przedtraktowanie Odtrutowanie: Bezpośrednio oczyszcza ścieki o wysokim stężeniu, szybko utleniając i rozkładając rekalcytujące i toksyczne struktury, takie jak pierścienie aromatyczne, pierścienie heterocykliczne,grupy halogenowane, i grupy azotowe, znacząco zmniejszając COD i zwiększając współczynnik B/C do poziomu powyżej 0.30, tworząc bezpieczne i biodegradowalne warunki wpływu na kolejne systemy biologiczne.

Wstępne oczyszczanie ścieków organicznych o wysokiej zawartości soli: po usunięciu COD i barwienia ścieki trafiają do systemu parowania i krystalizacji,poprawa jakości krystalizowanych soli i znaczne zmniejszenie uwalniania płynu matki z parowania.

Redukcja ścieków o wysokim stężeniu:Oczyszcza niewielkie ilości ścieków COD w dziesiątkach tysięcy mg/l na miejscu,znaczące zmniejszenie COD przed włączeniem do zintegrowanego systemu zakładu, zastępując kosztowny transport i unieszkodliwianie odpadów niebezpiecznych.

Cały proces zużywa tylko energię elektryczną, bez dodawania żadnych reagentów chemicznych.i zawartość oleju, bezpieczne i stabilne działanie przy normalnej temperaturze i ciśnieniu.może reagować na drastyczne wahania jakości ścieków chemicznych w ciągu kilku minutTo kluczowe rozwiązanie techniczne w celu rozwiązania czterech podstawowych problemów związanych z ochroną środowiska.Kluczowe trudności"trudne do degradacji, bardzo toksyczne, bardzo lotne i wysokie koszty oczyszczania".

II. Trudności w chemicznym oczyszczaniu ścieków i rozwiązania tych urządzeń

III. Zasada działania

Po usunięciu zawieszonych materiałów stałych za pomocą ekranu, osadzenia lub filtracji (niektóre ścieki o wysokim stężeniu wymagają prostego wstępnego oczyszczania), ścieki chemiczne trafiają do reaktora elektrochemicznego,gdzie następujące reakcje oczyszczania występują pod działaniem elektrod:

(1) Bezpośrednie utlenianie elektryczne (podstawowa droga otwierania pierścienia i rozbijania wiązań nieprzystępnej materii organicznej)

Duża ilość nieprzystosowanej materii organicznej w ściekach chemicznych traci elektrony bezpośrednio na powierzchni anody i jest utleniana:

Związki aromatyczne (benzen, typowe składniki aromatyczne, ksylen, naftalen, bifenyl, fenol, anilina itp.):Pierścienie aromatyczne są hydroxylowane przez aktywne gatunki tlenu na powierzchni anody, a następnie otwarte, przekształcając się w małe cząsteczki kwasów organicznych (kwas maleinowy, kwas oksaliowy, kwas octowy itp.), znacznie poprawiając ich biodostępność.

Związki heterocykliczne (pyrydyna, chinolina, tiazol, furan, imidazol, indol itp.): Pierścienie heterocykliczne zawierające N/S/O są utleniane i otwierane na powierzchni anody,wyeliminowanie cyklicznej biotoksyczności.

Związki halogenowane (chlorobenzen, chloroform, tetrachlorek węgla), związki bromowane itp.): wiązania C-X rozpadają się na powierzchni anody, a halogeny są usuwane w postaci jonowej.Związki azotowe (nitrobenzyn), nitrobenzenu, związków dinitrowych itp.): grupy azotowe są usuwane przez utlenianie/redukcję, otwierają się pierścienie benzenowe i eliminuje się mutagenizm.antracenuZwiązki organofosforowe: Związki organofosforowe:Powiązania P-C są utleniane i pękanePolimery/makromolekularne substancje organiczne (glikol polietylenowy, kwas poliakrylowy, fragmenty żywicy itp.):Długie łańcuchy węglowe i struktury molekularne grupy eterów są utleniane i rozkładane.

(2)pośrednia utlenianie elektryczne (utlenianie szerokiego spektrum zdominowane przez ·OH i aktywny chlor) Elektroliza anodowa wody generuje rodniki hydroksylowe (·OH),w przypadku stosowania naturalnie występujących jonów chlorku w wodzie ściekowej (większość ścieków chemicznych zawiera Cl−Elektroliza mg/l wytwarza aktywny chlor (Cl2, HOCl, OCl−): rodniki wodorotlenkowe wywierają nieselektywne ataki oksydacyjne na różne związki organiczne,szczególnie skuteczne w otwieranie pierścieni aromatycznych i łamaniu pierścieni heterocyklicznychChlor aktywowany dyfuzuje do roztworu, uzupełniając utlenianie zanieczyszczeń, które nie mogą bezpośrednio stykać się z anodą, i skutecznie usuwając azot amoniaku.

(3)Jednoczesna poprawa redukcji COD i biodegradowalności: Synergiczny efekt bezpośredniego i pośredniego utleniania:Duże cząsteczki nieprzystępnej materii organicznej → otwarcie pierścienia/rozbicie wiązania/dehalogenacja/denitryfikacja → małe cząsteczki kwasów organicznych, alkohole, aldehydy → niektóre dalej mineralizowane w CO2 + H2O. BOD5 oczyszczonego ścieku znacznie wzrasta (wielkie cząsteczki przekształca się w substancje rozkładające się w małych cząsteczkach),Zmniejszenie COD jednocześnie, a stosunek B/C znacząco wzrasta, zapewniając wysokiej jakości rozkładny źródło węgla dla kolejnych systemów biochemicznych.

(4) Efekt dezaktywacji toksycznych grup funkcjonalnych:Podstawowym celem elektrochemicznego utleniania jest precyzyjne atakowanie toksycznych grup funkcjonalnych i ich dezaktywacja., wiązanie C-X w związkach halogenowanych jest zerwane, heterocykle otwarte na uwalnianie N, a wiązanie P-C w związkach organofosforowych jest zerwane.nawet jeśli szkielet molekularny nie jest całkowicie zmineralizowany, jego działanie hamujące na mikroorganizmy jest zasadniczo wyeliminowane.

(5) Wyeliminowanie barwy: Kiedy chromofory są utleniane i rozkładane, ścieki zmieniają kolor z ciemny na bezbarwny lub jasny i przezroczysty.

IV. Główne zalety (celowanie w odpady chemiczne)

V. Parametry techniczne (wykonalne)

VI. Lokalizacja procesu

Opcja 1: przedproces i detoksykacja

Woda chemiczna (woda surowa/woda połączona) → Ekran bar/tanki wyrównawcze → Sedymentacja/flotowanie (SS i usuwanie oleju) → Urządzenia do detoksykacji elektrochemicznej (rozbijanie wiązania w pętli otwartej,usuwanie toksycznych grup funkcjonalnych, Poprawa stosunku B/C) → Zbiornik pośredni/zbiornik buforowy → System biologiczny (oksydiowanie hydrolizy + A/O lub A2/O) → Standardy wyładowania

Uwaga: Elektrochemiczna jednostka detoksykacyjna jest podstawową gwarancją przedbiologicznego oczyszczania ścieków chemicznych.Woda odpadowa chemiczna, która nie została poddana detoksykacji elektrochemicznej, wchodzi bezpośrednio do systemu oczyszczania biologicznego, co powoduje dużą ilość substancji szkodliwych i toksycznych, zmniejszając szybkość usuwania COD z układu biologicznego do zaledwie 50%~70% i poddając go częstym wstrząsom.współczynnik B/C ścieków wynosi ≥0.30 ~ 0.35, wskaźnik usunięcia COD na etapie leczenia biologicznego wzrasta o 40% ~ 70% i cały system działa stabilnie i niezawodnie przez cały rok.

Opcja 2: zaawansowana obróbka w celu spełnienia norm (w przypadkach, gdy COD w ściekach biochemicznych nadal nie spełnia norm)

Chemical wastewater → Pretreatment → Biochemical system → Secondary sedimentation tank → Electrochemical advanced treatment unit (removes residual stubborn COD and color) → Discharge meeting standards/Reuse

Uwaga: Jeżeli COD i kolor w ścieku biochemicznego nadal nie spełniają norm wyładowania, po systemie biochemicznym dodaje się jednostkę zaawansowanego oczyszczania elektrochemicznego.

Opcja 3: Zmniejszenie ilości ścieków o wysokim stężeniu

Wysokiej koncentracji ścieków/likieru macierzystego → Zbiornik zbiornikowy → Elektrochemiczny sprzęt oczyszczania → Przepływy ścieków do zintegrowanego systemu ścieków zakładu → Konwencjonalne oczyszczanie

Opcja 4: Oczyszczanie ścieków o wysokiej zawartości soli przed odparowaniem

High-salinity chemical wastewater → Electrochemical pretreatment equipment (removes COD and color) → Evaporation crystallization system (MVR/multi-effect) → High-whiteness industrial salt + condensate reuse

Uwaga: Bezpośrednie odparowywanie soli macierzystej o wysokiej zawartości soli powoduje wzbogacenie COD i koloru, wydalanie masy masy macierzystej i żółcenie krystalizowanej soli.Elektrochemiczne wstępne przetwarzanie usuwa 50% ~ 80% COD i ≥ 90% barwy przed odparowaniem, w wyniku czego powstaje biała krystaliczna sól i znacząco zmniejsza się wydzielanie płynu macierzystego, co pozwala na wykorzystanie zasobów wysokospalnych ścieków.